固定几何二元喷管流动控制与红外辐射特性数值研究

发布时间：2017-11-04 08:08

本文关键词：固定几何二元喷管流动控制与红外辐射特性数值研究

【摘要】：相比于机械调节式喷管复杂的结构,气动调节式喷管具有简单轻质、工作可靠等诸多优点。本文针对固定几何二元喷管开展了数值模拟,研究了气动喉道面积控制方式和矢量偏转控制方式下喷管的气动性能和红外性能,主要考虑了注气方式、喉部宽高比、主流落压比、次流总温和总压的影响。主要的研究内容和结论如下:1.气动喉道面积控制方式下不同参数的影响在喷管气动性能方面,低落压比、过膨胀时,二次流喷注的气动喉道面积控制效果明显,但引起的推力和总压损失较大;高落压比完全膨胀和欠膨胀状态下二次流喷注可以获得较大的推力系数和总压恢复系数,但气动喉道面积控制效果微弱。宽高比在增大过程中高度方向几何喉道通道变窄,气动喉道面积控制作用减弱,损失增强。二次流压力的增加能够显著增强气动喉道面积控制效果,但也会带来更多的损失。二次流总温的变化对气动性能的影响不大。而在红外性能方面,水平和垂直平面的高温壁面及尾焰的红外辐射场分布均呈“梨形”分布。二次流总温和压比对高温壁面辐射3-5μm波段影响不大,但8-14μm波段高温壁面辐射和3-5μm波段的热喷流辐射随总温呈正相关,而随次流压比呈反相关。2.矢量偏转控制方式下不同参数的影响在喷管气动性能方面,低落压比、过膨胀时二次流喷注能够形成较强激波,产生较大推力矢量角,而完全膨胀和欠膨胀时二次流喷注诱导的矢量偏转现象不明显。喉部宽高比和二次流总压对扩张段喷注、喉道喷注和组合喷注等三种注气方式均有影响,其主要体现在斜激波强度和回流涡区域上。激波作用越强,主流矢量偏转越明显,但损失也相应增大。红外性能方面,不同注气方式下次流压比对喷管红外辐射特性的影响不同,但总体来说红外辐射强度值与压比呈反相关。高温壁面及热喷流辐射在水平面呈对称分布,在垂直平面,峰值或峰谷的偏移角度则与尾焰的方向有关。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V233

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 郭飞飞;王如根;吴培根;;二元收-扩喷管气动喉道控制数值模拟[J];航空动力学报;2014年10期

2 李克新;额日其太;韩景;;二元喉道倾斜矢量喷管调节方法[J];推进技术;2012年06期

3 宋新波;吕雪艳;章建军;;飞机红外隐身技术研究[J];激光与红外;2012年01期

4 潘丞雄;张靖周;单勇;;直升机传热与红外特征建模与分析(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2011年05期

5 刘辉;邢玉明;;激波诱导矢量喷管流场的数值模拟及试验[J];推进技术;2011年04期

6 额日其太;李喜喜;王强;;轴对称喷管喉道面积射流控制数值模拟研究[J];推进技术;2010年03期

7 王菲;额日其太;李家军;王强;;二元喉道倾斜矢量喷管的数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2010年04期

8 邹欣华;王强;;带喉道注气的轴对称收扩喷管内流场计算研究[J];航空动力学报;2009年09期

9 汪明生;杨建军;;逆流推力矢量喷管的非定常内流性能研究[J];航空动力学报;2009年01期

10 李志杰;王占学;蔡元虎;;二次流喷射位置对流体推力矢量喷管气动性能影响的数值模拟[J];航空动力学报;2008年09期